DE10149759A1

DE10149759A1 - Gear wheel and shaft connection involves using plastic gear wheel with injection-molded bearing bush pressed onto shaft

Info

Publication number: DE10149759A1
Application number: DE2001149759
Authority: DE
Original assignee: Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: Joma Polytec Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2003-05-08

Abstract

The gear wheel and shaft connection connects a plastic gear wheel to a metal shaft. The plastic gear wheel has an injection molded bearing bush. The gear wheel with the bush is pressed onto the shaft. The bearing bush may be of the same material as the shaft and may have a structured surface at its external circumference.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnrad-Welle-Verbindung mit einem Kunststoffzahnrad und einer aus Metall bestehenden Welle. The invention relates to a gear shaft connection with a Plastic gear and a shaft made of metal.

Es ist bekannt, dass aus Metall bestehende Zahnräder immer häufiger durch Kunststoffzahnräder ersetzt werden, welche wesentlich preiswerter herzustellen sind, eine höhere Laufruhe aufweisen und wesentlich geräuschärmer sind. Diese Kunststoffzahnräder können aber nur dann auf die Welle direkt aufgespritzt werden, wenn relativ kurze Wellen verwendet werden. Bei langen Wellen ist dies nicht mehr möglich, da lange Wellen nicht mehr in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden können bzw. das Spritzgusswerkzeug dann zu aufwändig und zu teuer wäre. Ein Aufpressen des fertigen Kunststoffzahnrads auf die Welle verbietet sich ebenfalls, das hierdurch kein ausreichender Halt erzielt wird, da sich die Pressverbindung, welche nur ein Kraftschluss ist, aufgrund des Langzeitkriechverhaltens des Kunststoffes löst. It is known that gears made of metal always are replaced more often by plastic gears, which are much cheaper to manufacture, run smoother have and are much quieter. This Plastic gears can only directly on the shaft be sprayed on if relatively short waves are used. With long waves this is no longer possible because long waves can no longer be inserted into the injection mold or the injection molding tool then too complex and too expensive would. Pressing the finished plastic gear onto the Wave is also forbidden, which means that none sufficient hold is achieved because the press connection, which is just a frictional connection, due to the Long-term creep behavior of the plastic triggers.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zahnrad- Welle-Verbindung bereit zu stellen, bei der das Zahnrad sicher an der Welle befestigt ist. The invention is therefore based on the object of Provide shaft connection where the gear is secure is attached to the shaft.

Diese Aufgabe wird mit einer Zahnrad-Welle-Verbindung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kunststoffzahnrad eine eingespritzte Lagerbuchse aufweist und das Kunststoffzahnrad zusammen mit der Lagerbuchse auf die Welle aufgepresst ist. This task is accomplished with a gear-shaft connection initially mentioned type according to the invention solved in that the plastic gear has an injected bearing bush and the plastic gear together with the bearing bush on the Shaft is pressed.

Ein Einspritzen einer Lagerbuchse ist problemlos möglich, da derartige Lagerbuchsen aufgrund ihrer geringen Größe ohne Weiteres in die Spritzgussmaschine eingelegt werden können. Die in das Kunststoffzahnrad eingespritzte Lagerbuchse kann aber nun problemlos auf die Welle aufgepresst werden und es können sehr hohe Kräfte und Momente übertragen werden. Dies bedeutet, dass das Kunststoffzahnrad ohne Weiteres auch mit einer Schrägverzahnung versehen sein kann. Die Verbindung von Kunststoffzahnrad und Lagerbuchse ist ebenfalls geeignet hohe Kräfte zu übertragen, da die Geometrie der Lagerbuchse hierfür angepasst werden kann. Injecting a bearing bushing is possible without any problems since such bushings due to their small size without More can be inserted into the injection molding machine. The bearing bush injected into the plastic gear can but can now be easily pressed onto the shaft and it very high forces and moments can be transmitted. This means that the plastic gear is also easy to use can be provided with helical teeth. The connection of Plastic gear and bearing bush is also suitably high To transmit forces because of the geometry of the bearing bush can be customized.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Lagerbuchse und die Welle aus dem gleichen Material bestehen. Dies hat den Vorteil, dass die Wärmespannungen bei Temperaturänderungen minimal gehalten werden, wodurch einer Lockerung der Pressverbindung entgegengewirkt wird. In a further development it is provided that the bearing bush and the shaft are made of the same material. This has the Advantage that the thermal stresses with temperature changes be kept to a minimum, thereby loosening the Press connection is counteracted.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass für die Welle und für die Lagerbuchse das jeweils geeignetste Material, insbesondere Metall verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass jeweils die für das Bauteil optimalen Ergebnisse erzielt werden, wie eine hohe Elastizität und hohe Zähigkeit für die Welle einerseits und geringe Temperatureinflüsse bei der Lagerbuchse andererseits. In another embodiment it is provided that for the Shaft and the most suitable for the bearing bush Material, especially metal is used. This has the The advantage that the best results for the component can be achieved, such as high elasticity and high toughness for the shaft on the one hand and low temperature influences the bearing bush on the other.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Lagerbuchse an ihrem Außenumfang eine strukturierte Oberfläche aufweist. Die Oberflächenstruktur bewirkt einen innigen Verbund zwischen der Lagerbuchse und dem Kunststoff des Zahnrads, so dass die auftretenden Kräfte mit Sicherheit übertragen werden können. Vorteilhaft ist die Lagerbuchse geriffelt, gerändelt oder gezahnt. Durch die Wahl der Strukturierung kann den unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten der Lagerbuchse und des Kunststoffs des Zahnrads Rechnung getragen werden und es kann vor allem bei einer gezahnten Oberfläche der Lagerbuchse eine Kraft übertragen werden, die nahe an der Belastungsgrenze des Zahnrads liegt. A preferred embodiment provides that the Bearing bush has a structured surface on its outer circumference having. The surface structure creates an intimate Bond between the bearing bush and the plastic of the gear, so that the forces that occur are transmitted with certainty can be. The bearing bush is advantageously corrugated, knurled or serrated. By choosing the structuring can the different coefficients of thermal expansion of the Bearing bush and the plastic of the gear taken into account and it can be especially with a serrated surface the bearing bush a force that is close to the Load limit of the gear is.

Bevorzugt ist die Lagerbuchse eine Standardbuchse, wodurch sich die Herstellkosten für das Kunststoffzahnrad weiter verringern. The bearing bush is preferably a standard bush, whereby the manufacturing cost for the plastic gear continues reduce.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Breite der Lagerbuchse gleich oder größer ist als die Breite des Kunststoffzahnrads. Hierdurch wird der Vorteil geschaffen, dass aufgrund der großen Breite sehr hohe Presskräfte zwischen der Welle und der Lagerbuchse erreicht werden können, wohingegen die Verbindung von Lagerbuchse und Kunststoffzahnrad formschlüssig sein kann. Da die Lagerbuchse kraftschlüssig an der Welle anliegt, erhöht die Größe der Breite die Sicherheit gegen Durchdrehen. A further development provides that the width of the bearing bush is equal to or greater than the width of the plastic gear. This creates the advantage that due to the large width very high press forces between the shaft and the Bearing bush can be reached, whereas the connection of bearing bush and plastic gear can be positive. Since the bearing bush is non-positively on the shaft, increased the size of the width the security against spinning.

Um eine Schulter beim Übergang von der Lagerbuchse zum Kunststoffzahnrad zu vermeiden, kann die Lagerbuchse so ausgeführt sein, dass sie sich von außen nach innen vergrößert. Dies bedeutet, dass die Breite der Lagerbuchse beim Übergang zum Kunststoffzahnrad der Breite des Kunststoffzahnrads entspricht, und sich die Breite von diesem Übergang ausgehend radial nach innen vergrößert. Around a shoulder at the transition from the bearing bush to The bearing bush can avoid plastic gear be carried out from the outside in increased. This means that the width of the bearing bush at the transition to the plastic gear the width of the Plastic gear corresponds, and the width of this transition starting radially enlarged inwards.

Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass die Lagerbuchse einen L- oder U-förmigen Querschnitt aufweist. Dadurch liegt die Lagerbuchse nicht nur an der Innenumfangsfläche des Kunststoffzahnrads an, sondern ist zumindest noch mit einem Teil der einen oder beiden Stirnseiten verbunden. Durch diese Maßnahme wird zum einen der Kraft- und Momentenverlauf vom Kunststoffzahnrad zur Lagerbuchse verbessert, zum anderen können dadurch sehr hohe Kräfte und Momente übertragen werden. Ferner wird beim Aufpressen des Zahnrads auf die Welle das Zahnrad nicht beschädigt, da das Presswerkzeug an der Lagerbuchse angreifen kann. Another advantage is seen in the fact that the bearing bush has an L-shaped or U-shaped cross section. Thereby lies the bearing bush not only on the inner circumferential surface of the Plastic gear, but is at least with one Part of one or both end faces connected. Through this The measure is, on the one hand, the force and torque curve from Plastic gear to the bearing bush improved, on the other very high forces and moments can be transmitted. Furthermore, when the gear is pressed onto the shaft Gear is not damaged because the press tool on the Can attack the bearing bush.

Insgesamt kann festgestellt werden, dass die erfindungsgemäße Zahnrad-Welle-Verbindung den Vorteil aufweist, dass das Zahnrad problemlos und dauerhaft kraftschlüssig an der Welle befestigt werden kann und große Kräfte Drehmomente übertragen werden können. Overall, it can be stated that the invention Gear-shaft connection has the advantage that Gear easily and permanently non-positively on the shaft can be attached and large forces transmit torques can be.

Claims

1. Gear shaft connection with a plastic gear and a shaft made of metal, characterized in that that the plastic gear is an injected bearing bush has and the plastic gear with the bearing bush is pressed onto the shaft.

2. Gear shaft connection according to claim 1, characterized characterized that the bearing bush and the shaft from consist of the same material.

3. Gear-shaft connection according to one of the preceding Claims, characterized in that the bearing bush a structured surface on its outer circumference having.

4. Gear shaft connection according to claim 3, characterized characterized that the surface is corrugated, knurled or toothed.

5. Gear-shaft connection according to one of the preceding Claims, characterized in that the bearing bush is a standard socket.

6. Gear-shaft connection according to one of the preceding Claims, characterized in that the width of the Bearing bush is equal to or larger than the width of the Plastic gear.

7. Gear-shaft connection according to one of the preceding Claims, characterized in that the width the bearing bush enlarged from the outside to the inside.

8. Gear-shaft connection according to one of the preceding Claims, characterized in that the bearing bush has an L-shaped or U-shaped cross section.